(57)【要約】【課題】従来の装置の構成では、エッチング工程の終点を示すのに緩慢な反応を示す場合があり、終点の検出が困難であった。【解決手段】本発明の、ワークピースを化学的にエッチングする装置１０は、プロセスガスを受け入れて排気ガスを抜き出すポンピングポート１６を有するチャンバ１１と、ポンピングポート１６の上流側においてチャンバ１１内に配置されるワークピース支持部１２と、を備える。チャンバ１１は、さらに、ポンピングポートの上流側且つワークピース支持部の下流側に配置されるサブチャンバ１５を備え、サブチャンバ１５は、窓部１９と、その窓部に近接した励起源であって、排気ガスの標本にプラズマを発生させて窓部１９を通じて監視可能な光学的発光を発生させる励起源とを備える。【選択図】図２
2010219534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスガスを用いてワークピースを化学的にエッチングする装置であって、
前記プロセスガスを受け入れるチャンバであって、排気ガスを抜き出すためのポンピングポートを有するチャンバと、前記ポンピングポートの上流側において前記チャンバ内に配置されたワークピース支持部と、を備える装置において、
前記チャンバは、さらに、前記ポンピングポートの上流側且つ前記ワークピース支持部の下流側に配置されたサブチャンバを備え、
前記サブチャンバは、窓部と、前記窓部に近接した励起源であって、前記排気ガスの標本にプラズマを発生させて前記窓部を通じて監視可能な光学的発光を発生させる励起源と、を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記サブチャンバは、前記窓部が形成された延長部又は閉端部を備え、前記励起源は、前記延長部又は閉端部の周囲に配置されたコイル又はコンデンサを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記窓部は、前記ポンピングポートの概ね反対側にある、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記窓部を通して見える前記光学的発光を監視するための検出器をさらに備える、請求項１から３の何れか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記検出された光学的発光から、工程の終点を決定する制御部をさらに備える、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
イオン化されたプロセスガスを供給する供給源をさらに備える、請求項１から５の何れか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスガスを使用してワークピースを化学的にエッチングする装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマがワークピースをエッチングするとき、エッチングが第一層を通過して下層に達する時点を、光学的発光の変化により検出可能であることが、数十年前から知られている。光学的発光の変化は、生成されて次いでプラズマによってイオン化された排出物又は反応生成物の変化から結果として生じている。さらに、終点はエッチガスの消費量の変化によって検出可能であり、さらに視覚的に検出することもできる。当初、これらの発光は熟練した技術者により監視されていたが、後に、この工程は光学的に終点を検出する装置を用いて自動化された。
【０００３】
前述のアプローチに基づく終点の検出工程は、生成されたプラズマが存在し且つ排気物及び反応生成物がプラズマに入り込むような状況でのみ作用可能である。それ故、いくつもの提案がなされており、例えば特許文献１には、ターボポンプからの排気生成物をイオン化して、結果として生じた光学的発光を監視する案が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４８５７１３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この種の構成は、緩慢な反応を示す場合があり、局所的な状況の制限のため目的を達成することがたびたび困難であることが、経験により示されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一つの態様によれば、本発明は、プロセスガスを使用してワークピースを化学的にエッチングする装置であり、本発明の装置は、プロセスガスを受け入れるチャンバであって、排気ガスを抜き出すためのポンピングポート（ｐｕｍｐｉｎｇ  ｐｏｒｔ）を有するチャンバと、ポンピングポートの上流側においてチャンバ内に配置されたワークピース支持部と、を備える装置において、チャンバは、さらに、ポンピングポートの上流側且つワークピース支持部の下流側に配置されたサブチャンバを備え、サブチャンバは、窓部と、窓部に近接した励起源であって、排気ガスの標本にプラズマを発生させて、窓部を通じて監視可能な光学的発光を発生させる励起源と、を備える。
【０００７】
サブチャンバは、窓部が形成された延長部又は閉端部を備えてよく、励起源は、延長部又は閉端部の周囲に配置されたコイルを備えても構わない。窓部は、好ましくは、ポンピングポートに近接しており、例えばポンピングポートの反対側にあってよい。これによって、窓部が排気流に近接することが可能になる。
【０００８】
本装置は、窓部を通して見える光学的発光を監視する検出器をさらに備えてよく、検出された光学的発光から工程の終点を決定する制御部をさらに備えてよい。
【０００９】
本装置は、イオン化されたプロセスガスを供給する供給源をさらに備えてよい。加えて又は択一的に、チャンバ内にプラズマを発生させるプラズマ源を備えてもよい。
【００１０】
本発明は、エッチング時のチャンバ内の圧力が約０．１３３から６６．６６１パスカル（約１から５００ミリトル）であって、上記により定義された装置を使用するエッチング方法を、さらに含む。
【００１１】
本発明について上述したが、本発明は上述の又は以下の説明で述べられた特徴の如何なる創作的な組合せを含んでいると理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】エッチング装置の一部を示した斜視図である。
【図２】図１の装置を示した部分概略図である。
【図３】異なる構成に対して記録した結果を示す検出器の出力から成るグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、様々な方法により実行することができる。また、以下において、単なる例示目的ではあるが、添付の図面を参照して特定の実施形態について説明する。
【００１４】
エッチング装置は番号１０により全体として示されており、チャンバ１１を有している。チャンバ１１の内部にはワークピース支持部１２が配置されている。チャンバ１１は、、簡易には静電チャンク（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｃｈｕｎｋ）の形であり、静電気のひとまとまりの領域を形成するのに好都合であり、概して番号１３で示されるのはイオン化されたプロセスガスの供給源である。先行技術の典型的な配置において、このような装置は、番号１４に位置されたポンピングポートを有しており、そのポンピングポートがターボポンプに接続されている。本出願人の配置では、サブチャンバ１５が開口部１４に取付けれられており、ターボポンプ１７に接続されるポンピングポート１６を担持している。
【００１５】
さらに、サブチャンバ１５には、延長部又は閉端部１８が設けられており、その延長部又は閉端部１８はその閉じられた端部において形成された窓部１９を有している。コイル２０は、延長部１８に巻かれて高周波（ＲＦ）源２１に接続されており、それによって局所プラズマが延長部１８に発生できるようになっている。
【００１６】
局所化されたプラズマ２３からの光学的発光を検出するために、検出器２２が窓部１９の外側に配置されており、検出器２２はその出力信号を制御／処理装置２４に入力する。検出器２２は出力信号２５を生成し、その出力信号２５はチャンバ１１内における処理を制御するために使用可能であり、手動制御が所望された場合は番号２６において表示されてもよい。
【００１７】
図３は、三つの異なる実験的な配置ついて、そのような出力信号をグラフ化したものである。実行される工程は比較的高圧なプラズマによるエッチング工程であり、光学的発光は、チャンバ自体の内部、ターボポンプの下流側、及び図２に示す装置による、特定のエッチング工程に関連している。
【００１８】
図３から判るように、高圧の状況ではごく僅かな反応生成物しかプラズマに達しないため、チャンバ内では信号の変化が検出されていない。（グラフは相対的な強度であり、実際の強度ではないことに留意すべきである。）
【００１９】
前方線（Ｆｏｒｅｌｉｎｅ）（すなわち、ターボポンプの下流側）では、相対的強度が１００％に達する前に少し時間がかかっており、それから強度の減少が比較的遅く平坦になっている。最初に１００％より低い点から強度が上昇するので、相対的強度がこの開始位置より低い地点に再び減少して戻るまでに、装置が終点の検知を確実にするように、装置を組み立てることは非常に困難である。グラフから判るように、これ自体が、終点が確立されうる前に約１０秒の遅延をもたらしており、相対的に小さい変化は、システムがエラーの影響をより受けやすいことを示している。従って、この装置で利用される工程では、２０秒以上経過するまで、終点の決定を確信することはできない。対照的に、実線により示される記録は、１００％の相対的強度から始まり、正確で迅速な終点の検出を可能にするよう、非常に急激に減少している。従って、オーバーエッチングの下になる危険性を減少させる。重要なこととして、生成されるより明瞭で大きな信号のために、検出感度はより良いほうがよく、それによって、排気ガスにおける比較的小さな変化をもたらす終点でさえ検出可能になる。例えば、これらは小さな露出開放領域から結果として生じさせて構わない。
【００２０】
また、主要工程がプラズマを利用しないときでさえ、本システムを使用することができ、改良された反応は、より短いエッチング工程で本システムを使用できることを意味することが理解されるであろう。
【００２１】
検出器２２は、あらゆる適した構成であってよい。例えば、検出器２２は、広帯域の光学検出器における単一のフィルタであり、若しくは一つ以上の狭帯域の光学検出器、例えば手動又は自動のモノクロメータであり、若しくは全分光器、例えばＣＣＤ（カメラ光学的発光）分光器である。
【００２２】
窓部１９は監視対象である光の透過に対して明らかに透明でなければならない。もし、本装置が,非常に具体的に構成されるならば、本装置はさらに必要なフィルタを構成することができるであろう。
【００２３】
本装置は、良好で迅速な終点の検出を可能にするだけではない。本装置は、他の検査工程、例えばガスの品質評価、漏れ検査、及び窓の曇り測定に使用することができる。また、上述のサブチャンバは、窓部が形成された延長部又は閉端部を備え、励起源は、延長部又は閉端部の周囲に離れて配置されたコイル又はコンデンサ（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を備えていてもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１０    エッチング装置
１１    チャンバ
１２    ワークピース支持部
１５    サブチャンバ
１６    ポンピングポート
１７    ターボポンプ
１８    延長部
１９    窓部
２２    検出器
２３    プラズマ
【図１】
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【図２】
2010219534.tif 000004
【図３】
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